下面是一个用Python编写的双孔菲涅尔衍射的代码示例:
“`python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def double_slit_fresnel_diffraction(wavelength, distance, slit_width, slit_distance, screen_width, screen_distance, num_points):
# 计算屏幕上的坐标
x = np.linspace(-screen_width/2, screen_width/2, num_points)
y = np.linspace(-screen_width/2, screen_width/2, num_points)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
# 计算双孔的相对位置
d = slit_distance
# 计算双孔的干涉模式
pattern = np.zeros((num_points, num_points))
for i in range(-1, 2, 2):
for j in range(-1, 2, 2):
r1 = np.sqrt((X – d/2*i)**2 + Y**2)
r2 = np.sqrt((X + d/2*i)**2 + Y**2)
pattern += np.cos(2*np.pi*r1/slit_width) + np.cos(2*np.pi*r2/slit_width)
# 计算衍射图样
diffraction_pattern = np.abs(np.fft.fftshift(np.fft.fft2(pattern)))**2
# 绘制衍射图样
plt.imshow(diffraction_pattern, cmap=’hot’, extent=[-screen_width/2, screen_width/2, -screen_width/2, screen_width/2])
plt.colorbar()
plt.title(‘Double Slit Fresnel Diffraction Pattern’)
plt.xlabel(‘x’)
plt.ylabel(‘y’)
plt.show()
# 设置参数
wavelength = 0.5e-3 # 波长
distance = 1 # 双孔到屏幕的距离
slit_width = 0.1 # 孔宽
slit_distance = 0.3 # 孔间距
screen_width = 1 # 屏幕宽度
screen_distance = 1 # 屏幕到观察点的距离
num_points = 500 # 离散点数
# 调用函数绘制双孔菲涅尔衍射图样
double_slit_fresnel_diffraction(wavelength, distance, slit_width, slit_distance, screen_width, screen_distance, num_points)
“`
这段代码使用了numpy和matplotlib库来进行数值计算和绘图。首先定义了一个函数`double_slit_fresnel_diffraction`,该函数接受一系列参数,包括波长、双孔到屏幕的距离、孔宽、孔间距、屏幕宽度、屏幕到观察点的距离以及离散点数。函数内部使用了傅里叶变换来计算双孔的干涉模式,并绘制出衍射图样。
在代码的最后,设置了一些参数,并调用了`double_slit_fresnel_diffraction`函数来绘制双孔菲涅尔衍射图样。你可以根据需要调整这些参数来观察不同的衍射效果。